Afinal, O Que Determina a Resistência ao Desgaste de um Revestimento?

  A aplicação de revestimentos para a proteção de peças e componentes contra os variados tipos de mecanismos de desgaste é notória em diversos setores industriais. Os revestimentos podem ser aplicados utilizando diferentes processos e ligas, sendo sem dúvida, uma alternativa eficiente para proporcionar um aumento do tempo de vida do componente. Entretanto, esta aplicação favorece o surgimento de diversos desafios operacionais e metalúrgicos.

  A princípio, é importante destacar que cada situação e aplicação específica exige uma solução diferenciada. As condições do tribossistema (corpo, contracorpo, elemento interfacial e meio ambiente) ditam as características e propriedades necessárias que o componente sujeito ao desgaste deve conter, de modo a protegê-lo e aumentar o seu tempo de vida. Além disso, o mecanismo de desgaste atuante (abrasivo, adesivo, corrosivo, erosivo, cavitação) ou a combinação destes, também é um fator mandatório.

  Em relação aos indicadores de resistência ao desgaste, o mecanismo envolvido é um sistema primário. Por exemplo, para solicitações de abrasão, a propriedade mecânica de dureza, é, geralmente, um indicador satisfatório. Em diversos trabalhos envolvendo análises tribológicas de diferentes revestimentos sobre variadas condições de tribossistema, encontram-se resultados relatando que a dureza apresentou comportamento inversamente proporcional a perda de massa, a perda volumétrica ou a taxa de desgaste. Porém, resultados contrários também são reportados por alguns autores. Desta forma, a dureza não é uma característica preditora, mas apenas um indicativo da resistência à abrasão. Uma descrição similar também é encontrada em relação ao coeficiente de atrito. O mesmo pode ser observado em relação a tenacidade, módulo elástico, dentre diversas outras propriedades mecânicas.

  Em relação a dureza, têm-se por exemplo a relação proposta por Khruschov, que relaciona a dureza do abrasivo com a dureza do material através de uma divisão direta, fornecendo um valor que pode ser consultado em uma tabela, a partir do qual o regime de desgaste pode ser considerado moderado, de transição, ou severo. Entretanto, o modelo é aplicável apenas em condições específicas. A dureza também pode ser uma propriedade crucial sobre a transição de mecanismos de desgaste em condições de abrasão.

  Um outro elemento chave na resistência ao desgaste de um revestimento é a sua microestrutura. Aspectos relacionados a matriz, como dureza, ductilidade e tenacidade; as fases presentes, como tamanho, geometria, concentração na matriz e suas propriedades mecânicas; e os mecanismos de endurecimento podem exercer influência direta sobre o comportamento tribológico. No caso de revestimentos, a microestrutura é estabelecida em funções de vários fatores, que englobam desde os materiais, condições do processo de deposição do revestimento, e aplicação de tratamentos pós revestimento. Em relação a abrasão, a diluição (entenda como é calculada a diluição no artigo) é extensamente indicada na literatura como sendo um dos mais influentes fatores sobre as características de microestrutura, dureza e resistência ao desgaste.

  As condições ambientes onde o componente opera também devem ser observadas. Um revestimento de alta resistência ao desgaste em condições de temperatura ambiente pode apresentar performance ruim em temperaturas elevadas de trabalho. Ambientes úmidos,  com presença de particulados em suspensão, e atmosferas químicas exigem componentes com características específicas. Além disso, condições ambientais extremas podem desencadear a ação combinada de mecanismos de degaste.

  Esse tema é extremamente interessante e complexo de ser analisado, sendo difícil inferir conclusões certeiras. De fato, a alternativa mais prudente, principalmente tratando-se da avaliação da performance tribológica de revestimentos ainda seja a investigação  experimental.

Afinal de contas, tudo depende das características do tribossistema. Fique atento sobre os principais processos de revestimento contra desgaste mecânico e resistência contra a corrosão nos nossos artigos.

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Agradecemos ao Msc. Eng. Jurandir Marcos Sousa pela valiosa contribuição técnica na co-autoria do artigo.

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Referências:

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